台风“芭玛”数值模拟实验

超强台风“芭玛”移动路径及强度异常分析张芳苒;赵建宇;姜洪峰;王彦磊;赵艳玲【摘要】Super typhoon “Parma ”(0917) is the typhoon with the longest life cycle and the most number of landings generated in the Northwestern Pacific. Its moving track is anomalous. Using multiple data, the characteristics of intensity and moving track of Typhoon Parma, as well as the respective cause, were analyzed. The results showed that, (1) from late September to mid-October, subtropical high strengthened and moved westwards, then weakened and moved eastwards, and then strengthened and moved westwards again, which had important effect on the change of the moving track of typhoon; (2) the Fujiwhara effect of binary cyclone between typhoon“Parma”and typhoon“Melor”was the main reason for typhoon “Parma” turn ing to the southeast; (3) the east moving of westerly trough, the variation of the moisture and energy transportation, the friction of underlying surface, the Fujiwhara effect of binary cycloneand the cold air also contributed to several intensity variations of typhoon “Parma”.%0917号超强台风是2009年在西北太平洋地区生成的生命期最长、登陆次数最多、移动路径最为怪异的超强台风.本文利用多种资料,分析了"芭玛"强度及移动路径特点,并对引起其移动路径及强度异常变化的原因进行了初步分析,结果表明:(1)9月底至10月中旬,副高发生了一次"加强西进-减弱东撤-加强西进"的周期性活动,对台风移动路径变化起着重要作用;(2)"芭玛"和"茉莉"产生的双台风效应是造成"芭玛"向东南方向转向的主要原因;(3)西风槽东移、水汽和能量输送的变化、下垫面的改变以及冷空气的影响使"芭玛"强度多次发生变化.【期刊名称】《海洋预报》【年(卷),期】2011(028)001【总页数】7页(P53-59)【关键词】台风;移动路径;强度;双台风效应【作者】张芳苒;赵建宇;姜洪峰;王彦磊;赵艳玲【作者单位】中国人民解放军61741部队,北京,100081;中国人民解放军61741部队,北京,100081;中国人民解放军61741部队,北京,100081;中国人民解放军61741部队,北京,100081;中国人民解放军61741部队,北京,100081【正文语种】中文【中图分类】P444台风的路径和强度是台风预报中的两个重要方面，其中台风的路径预报也是台风预报难点所在。

登陆福建东南沿海0519号台风数值模拟及诊断分析研究的开题报告一、研究背景和意义：近年来，全球变暖趋势加剧，气候异常现象频繁发生，海洋环境也遭受了严重破坏，对社会经济发展构成了严重威胁。

在我国东南沿海地区，季节性台风是影响此地区的重要天气系统，给人民生命财产带来严重损失。

因而，对于台风的研究和预测不仅是当下时代气象科学研究重要的方向，也是防汛抗灾和提升应急管理能力的必要手段。

二、研究目标：本研究旨在通过对福建东南沿海0519号台风的数值模拟和诊断分析，全面掌握其演变过程和演化规律，在台风预报和防灾减灾中提高准确性和科学性，为区域经济社会发展以及海事、气象、交通、林业、渔业等行业的安全生产提供可靠的气象服务。

三、研究内容：1.借助台风数值模拟技术，模拟分析0519号台风的演变过程和路径；2.通过合理设置模式参数，探究台风的动力学结构特征和演化规律；3.运用多种气象诊断技术，深入分析台风生成和发展的原因和机制，探讨其对海洋环境的影响；4.结合实际气象数据和气象场分析，提高对台风的预测精度和可靠性，制定新的预测方法和模式。

四、研究方法：本研究将采用数值模拟方法、统计分析方法、数理统计方法、图解分析等多种研究方法。

数值模拟是本研究的核心技术，是对0519号台风演化过程的模拟分析的基础。

多种气象诊断技术的应用将丰富理论分析结果。

统计分析方法和数理统计方法将对气象数据进行统计分析，探究其规律性，从而为预测和防灾提供指导。

图解分析是对各种资料进行表格、图形等形式定量和定性地描述和分析，具有简洁、直观、易于理解等特点，有利于阐述案例和比较分析。

五、研究预期成果：1.完成福建东南沿海0519号台风的数值模拟和诊断分析；2.深入挖掘台风形成和发展的机制，为台风预报和防灾提供理论参考；3.提出对当前台风预测技术的改进和进一步优化方法，推动气象科技创新发展；4.通过对实际气象数据的解读和分析，提高区域气象预报和服务水平。

0917号超强台风“芭玛”风暴潮特征分析与总结唐林;姜绍材;苏芳华【期刊名称】《海洋预报》【年(卷),期】2011(28)6【摘要】2009年第17号热带气旋“芭玛”历时半个多月,最后于2009年10月14日16时30分登陆越南北部.此次台风引起的大风、巨浪以及强降雨范围较大,给沿海地区构成极大威胁.本文以广西沿海几个验潮站的实测数据资料为依据,运用水文统计学和气象学等相关知识,对广西沿海的潮位和风暴潮增水等特性进行初步分析,并且探讨了该台风路径较为特殊复杂、持续时间较长等原因.通过分析此次台风的风暴增水特征和气候背景,可以帮助总结预报经验,为今后提高风暴潮预报的准确度提供参考.%At 16:30 pm. On Oct. 14th, 2009, the Typhoon "Parma" ( 0917) landed in the northern Vienam. It brought serious economic loss due to the typhoon's strong winds, the huge waves as well as heavy rainfall to the coastal areas. In this article, synoptic charts, meteorological satellite pictures and tidal data from marine observation stations are analyzed and preliminary studied. By analyzing the characteristics of the typhoon storm surge, the experiences are summarized to improve the accuracy of storm surge forecasts in the future.【总页数】4页(P7-10)【作者】唐林;姜绍材;苏芳华【作者单位】中国海洋大学环境科学与工程学院,山东青岛266003;国家海洋局北海海洋环境监测中心站,广西北海536000;国家海洋局北海海洋环境监测中心站,广西北海536000;中国海洋大学环境科学与工程学院,山东青岛266003;国家海洋局北海海洋环境监测中心站,广西北海536000【正文语种】中文【中图分类】P444【相关文献】1.“桑美”超强台风风暴潮增水特征分析 [J], 杨波;林祥;刘青明;封勇2.台湾附近海域超强台风南玛都期间风暴潮对海浪影响的数值研究 [J], 赵昊辰;尹宝树;冯兴如;杨德周3.超强台风“芭玛”移动路径及强度异常分析 [J], 张芳苒;赵建宇;姜洪峰;王彦磊;赵艳玲4.0709号超强台风"圣帕"风暴潮特征分析与预报 [J], 陈宇东;吴向荣5.1621号超强台风"莎莉嘉"风暴潮特征分析 [J], 黄子眉;李小维;姜绍材;陈剑锋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

南海北部一次台风浪过程的数值模拟孙瑞;侯一筠;李健;胡珀【期刊名称】《海洋科学》【年(卷),期】2013(000)012【摘要】In this paper, the Holland model was used to parameterize the No.6 Typhoon Molave in 2009, then the model wind field and the background wind field (CCMP) were overlaped by a weight coefficient to construct the wind field in the north of the South China Sea when the typhoon was passing. The wind field was then interpolated and inputted to the SWAN model with the spatial resolution of 5′×5′and the temporal step of 1 h, to simulate the wave field in the north of the South China Sea when Molave was passing through. Subsequently, the Jason-2 satellite wave height data was utilized to verify the model. The results showed that there was a good agreement between the model results and the measured values. The model results were used to analyze the spatial relationship between the typhoon center and the maximum significant wave height center, as well as the relationship between the structure of the typhoon and that of the wave field. At last, the dynamic mechanism of the wave field when the typhoon was passing was studied by comparing the calculated wave energy with the wind factor and the wave factor.%采用Holland模型将2009年6号台风莫拉菲参数化，并通过一个权重系数将模型风场和背景风场叠加起来，构造了南海北部台风过境时的风场。

浙江海域MASNUM海浪模式在台风“达维”“海葵”及“布拉万”过程的波浪数值模拟吴欢汪一航滕涌江兴杰孙宝楠梅秋莹【摘要】利用MASNUM海浪模式、ECMWF高分辨率风场对2012年8月份台风过程下的浙江海域的海浪状况进行了数值模拟,与近岸观测站的风、浪资料进行了对比检验和误差分析,最后针对8月份“达维”“海葵”及“布拉万”3个台风过程对浙江海域的影响进行了对比分析.风速验证结果显示2个站点ECMWF风速和观测风速的偏差分别为0.18、-0.34 m/s,平均绝对误差则为2.57、1.96m/s,均方根误差为3.40、2.65 m/s,与观测风速有较好的一致性.海浪验证结果显示8月份有效波高的相关系数在0.84以上;8月份发生的“达维”“海葵”及“布拉万”3个台风期间的有效波高、波周期的模拟值与观测值的均方根误差分别介于0.19-0.37 m、0.88-1.28 s,波向的平均绝对误差介于19.39°-37.65°,表明MASNUM海浪模式能够较好的再现浙江海域台风期间的海浪状况,能够较好模拟出浙江近海的最大波高.在数值模拟和实际观测的基础上,进一步的对比分析表明：“海葵”台风期间,浙江外海有效波高的最大值达7.6 m,而“达维”和“布拉万”台风期间,数值显示最大有效波高分别为4.4、5.4 m.【期刊名称】《应用海洋学学报》【年(卷),期】2017(036)002【总页数】11页(P249-259)【关键词】海洋水文学高分辨率风场 MASNUM海浪模式台风过程有效波高【作者】吴欢汪一航滕涌江兴杰孙宝楠梅秋莹【作者单位】[1]宁波大学理学院,浙江宁波315211;[2]国家海洋局第一海洋研究所、数值环境科学与数值模拟国家海洋重点实验室,山东青岛266061【正文语种】中文【中图分类】P731MASNUM第三代海浪数值模式是基于LAGFD-WAM海浪模式[1]由我国海洋环境科学与数值模拟国家海洋局重点实验室研发的海浪数值模式，模式中考虑了波流相互作用源函数，所采用的特征线嵌入格式对于海浪的传播、大圆折射等计算具有良好的效果，该模式广泛应用到物理海洋研究、中国近海的数值模拟及海洋工程中[2-3].近年来MASNUM海浪模式受到国内外海浪专家越来越多的重视，与模式及相关方面获得的持续改进[4-8]密不可分，其结果已应用于业务化海浪预报[9-10]，预报检验结果表明该模式具有较高的精度和实用性.潘增弟等(1992)利用该模式对渤海海域进行了寒潮浪的模拟，取得了很好的效果[11]；沈华杰等(2013)采用三重嵌套方案将该模式应用于浙江舟山、宁波附近海域，讨论了嵌套对海浪计算的影响[12]；孙宝楠等(2014)利用此模式模拟了乳山湾邻近海域波浪场，并分析了波浪要素的季节性特征[13].滕涌等(2014)将该海浪模式与ECOMSED泥沙模式进行结合并应用于东山湾水动力及泥沙数值模拟计算，讨论了有无波浪情况对泥沙模拟结果的影响[14].另外，浙江省一直是经受台风威胁和侵害较为严重的区域，随着经济的发展和气候变化的加剧，相关研究备受关注.黄世昌等(2012)利用SWAN模式建立了浙江沿海包含风暴潮、天文潮耦合的台风浪数值模型，分析了5612号超强台风在浙江沿海产生的波高分布特征[15].但是利用MASNUM进行的近岸台风模拟的研究较少进行，而MASNUM本身的设计目的及优势之一，就是针对高海况下的耗散计算[8]. 本次模拟选取的是2012年8月份的浙江海域，在此期间，共有3个台风过程对浙江沿海产生了较大的影响，分别是台风“达维”、强台风“海葵”及“布拉万”.其中，强台风“海葵”直接在浙江象山县登陆，对浙江沿海造成严重影响；台风“达维”和强台风“布拉万”虽未登陆浙江，但对浙江沿岸的防护和生命财产同样带来了极大威胁.对台风所引起的海浪场进行模拟和有效预报，其意义不仅在于减少生命财产损失，而且对海洋船舶、航海安全、海岸工程、海洋渔业、海洋预报、海洋防灾减灾等课题也都有重大的现实和辅助意义.本研究利用MASNUM海浪模式、欧洲中期天气预报中心ECMWF高分辨率风场对2012年8月份包括1211号强台风“海葵”、1210号台风“达维”和1215号强台风“布拉万”影响期间的浙江海域的海浪状况进行了数值模拟，并利用近岸观测站资料进行了对比检验和误差分析，最后进一步比较分析了3个台风对浙江海域产生的影响.1 方法与资料简介1.1 MASNUM模式简介本研究采用的MASNUM海浪模式是建立在球坐标系下的高分辨率海浪数值模式.该模式具有以下特点[5]：数值计算采用球坐标；海浪能量传播采用复杂特征线嵌入计算格式；考虑波流相互作用及大圆传播折射机制；破碎耗散源函数采用Yuan 等(1986)的参数化方案[16].该模式采用的海浪谱能量平衡方程为:(1)SS=Sin+Sds+Sbo+Snl+Scu(2)式(1、2)中：E=(k,λ,φ)表示波数谱，向量K=(kλ,kφ)表示波数，其中φ和λ分别表示纬度和经度，R表示地球半径，U=(Uλ,Uφ)表示背景流速，Cg=(Cgλ,Cgφ)表示波的群速度，SS(E)包括风输入Sin、破碎耗散Sds、底摩擦耗散Sbo、非线性波波相互作用Snl以及波流相互作用Scu源函数，其具体表达形式参见袁业立等(1992、1993)[1，4]、杨永增等(2005、2011)[5，10]的研究.球坐标下的复杂特征线方程：(3)(4)波数模和波向控制方程：(Uλsin θ1-Uφcos θ1)tan φR-1Kcos θ1(5)(Uλcos θ1+Uφsin θ1)tan φR-1cos θ1+Cgtan φR-1cos θ1(6)式(5、6)中：θ1为波数矢量幅角(东向为0，逆时针为正)，σ和D分别表示圆频率和水深，式(6)左端最后一项表示波动沿球面大圆传播时的折射效应[10].相空间离散化设计：K(α)=Kminexp[(α-1)ΔK](α=1,2, (25)(7)(8)式(7、8)中K是波数，Kmax=0.698 4,Kmin=0.007 1.波向划分：θ(β)=(β-1)Δθ(β=1,2, (24)(9)(10)1.2 台风概况2012年8月份共有1210、1211和1215号3个台风过程影响浙江海域.其中1210号台风“达维”为江苏登陆型台风，造成江苏省损失严重[17]，而与其相邻的浙江省不可避免也遭受一定的影响.1215号强台风“布拉万”虽未登陆我国，但因其登陆强度强，造成浙江台州沿海某海堤损毁[18].1211号强台风“海葵”直接登陆浙江象山，其登陆强度强，达强台风量级.台风期间风大雨强且持续时间长，造成象山3只船只沉没，一批基础设施被毁[19]，对浙江沿海的影响较大. 1210号台风“达维”在7月28日生成于西北太平洋洋面，8月2日凌晨进入我国东海海域，强度为台风，08时台风“达维”距浙江舟山约370 km，此时七级风圈范围半径为200 km，18时台风“达维”经过浙江舟山邻近海域，距舟山约480 km，台风七级风圈半径为200 km.近岸观测资料显示，岱山站实测最大风速达14.5 m/s，朱家尖站实测最大波高达4.7 m.1211号强台风“海葵”在8月3日生成于西北太平洋洋面，5日进入我国东海海域，6日下午发展为台风，随后强度持续增强，次日06时，浙江省部分地区处于台风七级风圈半径内，并进一步向西北方向移动，于14时加强为强台风，18时几乎整个浙江省处于台风“海葵”的风圈半径范围内，并最终在8日03时20分登陆我国浙江象山县，登陆时近中心风力达14级(42 m/s)，浙江气象台发布强台风紧急警报.近岸观测资料显示，岱山站实测最大风速达24 m/s，朱家尖站实测最大波高达5.6 m.1215号强台风“布拉万”于8月20日生成于关岛附近的洋面，22日05时发展为台风，强度持续增强，直至25日下午转为超强台风，随后台风强度逐步减弱，于27日中午已降为强台风，此时浙江舟山恰好处在台风七级风圈范围内，台风中心风力达15级，28日00时台风强度进一步降为台风，此时强台风“布拉万”经过浙江舟山邻近海域，距离舟山约390 km，台风七级风圈半径为350 km.近岸观测资料显示，岱山站实测最大风速达14 m/s，朱家尖站实测最大波高达3.4 m. 图1给出1210、1211及1215号台风路径和近岸观测站分布示意，图中黑色矩形框为模式计算区域.其中HY3316(镇海站)、HY3317(朱家尖站)及HY3313(岱山站)为8月份台风影响范围内的3个观测站，本研究将利用这些近岸观测站的实测数据检验分析模拟结果.图1 台风路径和沿岸观测站分布示意Fig.1 Schematic diagram of typhoon tracks and near shore costal stations黑色矩形框为模式计算区域；HY3316为镇海站，HY3317为朱家尖站，HY3313为岱山站1.3 模式设置与水深数据模式计算区域范围为26°～32°N，120°～124°E，空间分辨率为1′×1′，计算时间从2012年8月1日至2012年8月31日.模式的驱动风场为海面 10 m 高分辨率ECMWF风场数据，其水平分辨率为0.125°×0.125°，时间间隔为6 h.在海浪模式运行过程中，对输入的ECMWF风场在时间和空间上进行线性插值，从而获取与模式网格相匹配的风场，并以此驱动海浪模式.模式的计算地形采用替换进海图中温州及宁波区域水深的Etop5(线性插值为1′×1′水平分辨率)平滑处理后的水深地形(图2).其中红色不规则区域分别为宁波和温州海区的水深地形.模式的输出变量包含有效波高、谱峰周期、跨零周期、波向以及海浪模式中插值之后的风场，输出频率为每小时输出一次.图2 模式计算区域和水深分布图Fig.2 Topography in model-computed region红色不规则区域分别为宁波和温州海区的水深地形2 结果与讨论2.1 风场检验采用地面台站资料较采用卫星高度计风场资料对风速进行检验更为准确[20]，本研究采用8月份岱山及镇海站的观测风速对ECMWF风速进行了检验(图3、4).由近岸观测风速与ECMWF风速的对比图可知，ECMWF风速与观测风速的大小及变化趋势基本一致.为了较直观地比较二者间的差异，分别对岱山和镇海站的观测风速与模式风速进行了误差特征量统计，以下为各误差统计量的定义.图3 岱山站ECMWF风速与近岸观测风速的对比分布图Fig.3 Comparison between ECWMF wind speeds at Daishan station and the nearshore area 图4 镇海站ECMWF风速与近岸观测风速的对比分布图Fig.4 Comparison between ECWMF wind speeds at Zhenhai station and the nearshore area 偏差：(11)平均绝对误差：(12)均方根误差：(13)式(11～13)中：xi代表观测值，yi代表模拟值，N代表样本总量，为744.根据上述误差定义可得岱山与镇海站的观测风速与模式风速的各误差统计(表1).表1 ECMWF风速与观测风速误差统计Tab.1 Errors between ECMWF wind speed and the observed wind speed测站位置北纬东经偏差/m·s-1平均绝对差/m·s-1均方根差/m·s-1岱山36°16'122°13'0.182.573.40镇海29°59'121°44'-0.341.962.65由上表，观测风速与模式风速的偏差在镇海站为负值，岱山站为正值，但正负偏差较小，平均绝对误差约2 m/s，均方根误差约3 m/s.观察风速对比图可以发现(图3、4)，在风速低于20 m/s时，ECMWF数据与观测结果基本一致，但在高风速下，ECMWF似乎存在一定的偏差，未能体现出台风的极值效果.其主要原因可能是区域插值及时间插值将高峰值抹去所造成的结果.但是，在台风浪的模拟中，一般采用构造模型风场的方法本身也存在一定的误差因素，在台风参数的选择上也可能包含误差.考虑以上误差因素，用ECMWF风场来计算台风过程不失为一种有效选择和尝试.在2012年8月份大风较普遍、以及考虑到插值所引起误差的情况下，其风场总体可以接受.图5给出岱山和镇海站实测风速与ECMWF风速的散点图比对，图5a中，岱山站数据点拟合直线(红色)的斜率为0.74，大多数数据点集中在对角线周围；图5b中，镇海站数据点拟合直线(红色)的斜率为1.02，拟合直线与对角线几乎重合，表明模式风速与实际观测风速较为接近.综合上述分析，可以认为模式使用的ECMWF风场能够较好体现2012年8月份浙江海域实际风场的分布，可以用于MASNUM海浪模式的模拟.2.2 波浪检验因岱山站波浪资料缺失，本研究波浪验证资料来自镇海及朱家尖观测站，每日4次(08、11、14、17时)波浪观测，在风浪较大期间观测加密，其中来自镇海和朱家尖观测站的验证数据个数分别为118和124.为检验模式结果的精度，将模式有效波高结果与8月份镇海站及朱家尖站观测波高进行对比，对比结果见图6、7. 由近岸观测站有效波高对比图(图6、7)可知，模拟的有效波高在曲线走势上与实测资料具有较好的一致性，模拟结果与实际观测值符合较好，其中模图5 观测风速与ECMWF风速的对比Fig.5 Comparison of wind from the observed wind speed and ECMWF wind speed红色线为数据点拟合直线图6 镇海站有效波高后报结果与近岸观测结果的对比Fig.6 Comparison between SWH at Zhenhai station and SWH simulated by MASUNM图7 朱家尖站有效波高后报结果与近岸观测结果的对比Fig.7 Comparison between SWH in ZhuJiajian and SWH simulated by MASUNM拟有效波高结果显示出3次波峰，依次对应于8月3、8、28日前后，与8月份发生的1210、1211和1215号台风登陆时间大致吻合.此外，由前面所述各误差特征量的定义及以下平均相对误差和相关系数的定义给出8月份波浪要素的误差统计(表2).式中，分别为观测和模拟的平均值.平均相对误差：(14)相关系数：(15)表2 8月份波浪要素模拟值与观测值误差统计Tab.2 Errors of wave elements between simulation and the observed in August测站位置有效波高波周期波向北纬东经偏差/m均方根差/m相关系数偏差/s均方根差/s相关系数平均绝对差平均相对差镇海29°59'121°44'-0.020.220.840.770.940.7531.34°0.14朱家尖29°54'122°26'-0.190.340.89-0.801.140.7736.89°0.20由上表可知，8月份有效波高模拟值与观测值在镇海及朱家尖站的偏差分别为-0.02、-0.19 m，均方根误差为0.22、0.34 m，相关系数达到0.84以上，有效波高略存在低估，但总体模拟结果较为理想.波周期在两个观测站的偏差和均方根误差分别在正负0.8、1.0 s左右，相关系数均接近0.8.波向在2个观测站的平均相对误差低于0.2.从8月份波浪要素的各种误差来看，模拟结果较为理想.为进一步研究8月份台风期间波浪的模拟效果，表3给出1211号“海葵”强台风期间的波浪要素各误差统计，表4为台风“达维”和“布拉万”期间的相关统计.表3 8月份强台风“海葵”期间波浪要素模拟值与观测值误差统计Tab.3 Errors of wave elements between simulation and the observed during typhoon “Anemone” period in August测站位置有效波高波周期波向北纬东经偏差/m 均方根差/m相关系数偏差/s均方根差/s相关系数平均绝对差平均相对差镇海29°59'121°44'0.030.260.830.941.120.7319.39°0.09朱家尖29°54'122°26'-0.080.300.91-0.201.280.7125.99°0.14由表3知，在1211号“海葵”强台风期间，有效波高、波周期的模拟值与近岸2个站点的观测值的均方根误差分别为0.26、0.30 m，1.12、1.18 s，波向的平均绝均差为19.39°、25.99°.其中，有效波高的均方根误差与8月份总体误差基本一致；波周期的均方根误差略高于8月份的总体估计，原因可能在于涌浪因素，整体提高了周期水平；波向的平均绝对误差好于8月份总体估算，说明台风期间，因涌浪明显，能量输运的方向较平时易于估算.在镇海站及朱家尖站的误差结果对比中，可以发现镇海站有效波高的各误差和相关系数较朱家尖站均略低，说明台风“海葵”对朱家尖站的影响明显大于镇海站；从其行进路线也可看出，由于镇海站受到宁波附近沿岸复杂地形一定的屏障作用，因此其受到的波及小于朱家尖站. 表4 8月份台风“达维”与“布拉万”期间波浪要素模拟值与观测值误差统计Tab.4 Errors of wave elements between simulation and the observed during periods of typhoon “David” and “Bolavenin” in August测站位置有效波高波周期波向北纬东经偏差/m均方根差/m相关系数偏差/s均方根差/s相关系数平均绝对差平均相对差镇海29°59'121°44'-0.030.190.780.730.880.6137.65°0.16朱家尖29°54'122°26'-0.190.370.84-0.901.050.8032.35°0.17图8 1210号台风风场和波浪场分布Fig.8 Wind and wave fields of 1210 typhoon by MASNUM simulation图9 1211号台风风场和波浪场分布Fig.9 Wind and wave fields of 1211 typhoon by MASNUM simulation表4显示，在镇海站和朱家尖站有效波高、波周期的均方根误差分别为0.19、0.37 m，0.88、1.05 s，波向的平均绝对误差为37.65°、32.35°.从有效波高和波周期各误差的量值来看，镇海站误差小于“海葵”期间相应误差，相关系数也比“海葵”期间低，说明“海葵”在镇海站的影响要高于“达维”和“布拉万”；波向的平均绝对误差较“海葵”期间有所增大，平均相对误差也有所提高，说明了在涌浪较小的情况下，主波向估算的准确度降低.综上述分析，从误差结果上来看，MASNUM模式对8月份台风期间浙江海域海浪状况的模拟效果较好；从2个站点间的相互比对来看，“海葵”对镇海站的影响要小于朱家尖站；同时，“海葵”对镇海的影响高于“达维”和“布拉万”. 2.3 模式结果分析图8～10分别给出数值实验模拟的1210、1211及1215号台风在浙江登陆或过境前后的风、浪场的全场分布图.图8给出的是1210号台风“达维”经过浙江舟山邻近海域前后2个时刻的风场及海浪场分布图.2日08时，台风中心大体位于上海东部洋面，此时强度为台风，距离浙江舟山约370 km，舟山位于台风七级风圈半径(200 km)范围外.浙江海域海表风场和海浪场具有较好的一致性，主要表现在风向与波向的分布特点较为一致，风速与有效波高的大值区域较为一致，量值大小基本对应吻合.数值模拟结果显示浙江外海有效波高达4.4 m，位于27.53°N，122.93°E附近.2日18时，台风经过舟山海域位于江苏境内，距离舟山大约480 km，七级风圈半径为200 km，浙江外海显示最大有效波高值为4.0 m.1210号台风“达维”影响期间数值模拟结果显示浙江外海的有效波高最大值为4.4 m，当波浪传到近岸港口区域波能集中、波向折射时，离岸海区即使较小的波高此时可能会变得很大，从而给近岸海区造成较严重灾害[21].从数值结果看，台风“达维”对浙江沿海带来的威胁不能忽视.由图9知，7日06时，台风“海葵”位于温州外海的开阔海面，向西西北方向缓慢移动，近台风中心风速达33 m/s，七级风圈半径为380 km.浙江省大部分地区位于七级风圈范围内，区域外海有效波高最大值近5.0 m；7日12时，台风进一步朝西西北方向向浙江近岸逼近，整个浙江省近乎都处于台风的七级风圈范围内，区域外海有效波高最大值为5.7 m.台风周边的风向和波向呈现出气旋性特征，且风速最大区域与最大浪高区域较一致，表明台风的风场和模拟的浪场较为一致；7日18时，台风逼近宁波象山县邻近海域，此时台风强度为强台风，浙江台州处于台风十级风圈半径范围内，区域外海有效波高最大值约6.0 m；8日00时，台风“海葵”已完全登陆浙江境内，数值模拟结果显示区域外海最大有效波高达7.6 m，位于28.98°N，122.9°E附近；8日12时，台风临近绍兴，其强度迅速减弱为台风，浙江外海有效波高最大值仅为3 m左右.1211号台风“海葵”影响期间，数值模拟结果显示浙江外海有效波高最大值达7.6 m，对浙江海域影响显著.图10 1215号台风风场和波浪场分布Fig.10 Wind and wave fields of 1215 typhoon by MASNUM simulation图10是1215号强台风“布拉万”经过浙江舟山邻近海域前后2个时刻的风场和海浪场分布图.27日12时，台风预报中心位置位于东海开阔海面，此时台风为强台风量级，近中心风速达50 m/s.舟山位于台风七级风圈半径范围内，数值模拟结果浙江外海有效波高的最大值可达5.4 m，位于31.13°N，123°E附近；28日00时，台风“布拉万”经过舟山海域，台风强度减弱为台风，此时浙江海域位于台风七级风圈半径范围外，数值结果显示浙江外海的有效波高最大值约4.3 m.1215号台风“布拉万”影响期间，数值模拟结果显示浙江外海有效波高的最大值达5.4 m，对浙江沿海的影响较为明显.3 结论本研究采用海面10 m高分辨率的ECWMF风场驱动MASNUM海浪模式模拟了2012年8月份台风期间浙江海域的海浪状况，并利用近岸观测资料加以验证，在风、浪资料验证和数值模拟的基础上对比分析了3个台风期间对浙江海域产生的影响.得到的主要结论如下:(1) 采用高分辨率ECMWF风场作为模式输入风场，通过与近岸观测风速的检验，高分辨率的ECWMF风场的精度比较可靠，风速偏差分别为0.18、-0.34 m/s，平均绝对误差2.57、1.96 m/s，均方根误差3.40、2.65 m/s，基本与近岸观测风速较好的吻合，考虑到插值后的风速极值被消减的因素，可以认为该风场比较符合台风真实风场.(2) 根据与镇海站和朱家尖站观测资料的对比分析，8月份发生的1210、1211和1215号3个台风期间有效波高、波周期的模拟值与观测值的均方根误差介于0.19 ～0.37 m、0.88～1.28 s，波向的平均绝对误差介于19.39°～37.65°.误差水平表明MASNUM模式能够较好地模拟台风影响下的海浪要素状况，能够较好模拟出浙江近海的最大波高，其数据较为可靠，可用于历史台风过程下的海浪模拟和统计.(3) 对比分析8月份发生的1210、1211和1215号台风过程的风、浪场分布图可知，1211号强台风“海葵”影响期间，海面风场与海浪场表现出较好的一致性，主要体现在台风中心附近的风向和浪向、风速和有效波高大小及分布的相关性，表明MASNUM海浪模式能有效模拟强台风浪的发展过程及整个海面的波浪要素分布状况.强台风“海葵”影响期间，数值模拟结果显示浙江外海的最大有效波高达7.6 m，而台风“达维”和“布拉万”在浙江外海引起的有效波高最大值分别为4.4、5.4 m.其结果对海岸工程设计、海洋防灾减灾及相关学科均具有重要意义.在近岸动力过程模拟中，尤其在高海况下，背景流场的因素不可忽视，下一步的研究过程将考虑浪、流耦合机制以期提高台风过程下海浪结果的精度，但波流耦合机制涉及的物理过程多而且较为复杂，如果能结合实验研究和其他理论方法，将可能获得更好的结果.参考文献：[1] 袁业立，华锋，潘增弟，等. 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